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計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)1020頁完整版課件正版可修改PPT01計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識02計(jì)算機(jī)系統(tǒng)03Word

2016文字處理04Excel

2016電子表格目錄Contents05PowerPoint

2016演示文稿制作06因特網(wǎng)基礎(chǔ)與簡單應(yīng)用07計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)目錄Contents01計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展1.計(jì)算機(jī)的誕生“計(jì)算機(jī)”一詞的英文是computer,其含義一直都在改變。computer最早代表被雇來進(jìn)行算術(shù)計(jì)算的人,即計(jì)算員,這種用法如今依然存在?!杜=蛴⒄Z詞典》(第二版)認(rèn)為,最早是在1897年,這個(gè)詞被用來代表一種機(jī)械的計(jì)算設(shè)備。應(yīng)該說“計(jì)算機(jī)”最早是指一種用來幫助人們提高計(jì)算速度的輔助計(jì)算工具?,F(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)的發(fā)展只走過了短短的70多年,而人類對計(jì)算工具的發(fā)明和創(chuàng)造卻走過了漫長的道路。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展1.計(jì)算機(jī)的誕生到了20世紀(jì)40年代,一方面由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對計(jì)算量、計(jì)算精度和計(jì)算速度有了更高的要求,原有的手工計(jì)算工具和計(jì)算方法不能滿足應(yīng)用的需要;另一方面,計(jì)算理論、電子學(xué)、控制理論得到了極大的發(fā)展。例如,1847年,英國數(shù)學(xué)家布爾(George

Boole)建立了布爾代數(shù)體系;1936年,英國數(shù)學(xué)家圖靈(Alan

M.Turing)提出圖靈機(jī);信息論之父——美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)(C.Shannon)于1938年發(fā)表了論文《繼電器和開關(guān)電路的分析》;控制論之父——美國數(shù)學(xué)家維納(N.Wiener)于1940年指出,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)該是數(shù)字式,由電子元件構(gòu)成,采用二進(jìn)制,并在內(nèi)部儲存數(shù)據(jù)。這些理論的提出和建立為現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼(John

von

Neumann)更是提出了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)基本組成部分的觀點(diǎn)。于是在20世紀(jì)40年代,人類歷史上第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生了。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展在電子計(jì)算機(jī)問世以來的短短幾十年中,計(jì)算機(jī)在性能指標(biāo)、運(yùn)算速度、存儲容量和可靠性等方面都得到了極大的提高。按所使用的主要電子元器件劃分,一般將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為電子管、晶體管、集成電路和大規(guī)模集成電路四個(gè)階段。01電子管02晶體管03集成電路04大規(guī)模集成電路1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展50年代中期)。第一代電子計(jì)算機(jī)是電子管計(jì)算機(jī),其基本特征如下:①采用電子管作為主要元件。②輸入/輸出方式主要采用穿孔卡片。(1)第一代電子計(jì)算機(jī)(1946年第一臺電子計(jì)算機(jī)研制成功到20世紀(jì)③運(yùn)算速度僅為每秒幾千次。④用匯編語言或機(jī)器語言編寫程序。第一代電子計(jì)算機(jī)體積大、耗電量大、可靠性差、價(jià)格昂貴、維修復(fù)雜,主要用于軍事和科學(xué)研究工作。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展第二代電子計(jì)算機(jī)是晶體管計(jì)算機(jī),其基本特征如下:①采用晶體管作為主要元件。②內(nèi)存元件使用磁芯存儲器。(2)第二代電子計(jì)算機(jī)(20世紀(jì)50年代中期至20世紀(jì)60年代中期)。③運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾十萬次。④出現(xiàn)了F

O

R

T

R

A

N、C

O

B

O

L等編程語言。與第一代電子計(jì)算機(jī)相比,晶體管計(jì)算機(jī)體積小、重量輕、耗電量小,可靠性大大提高,不僅用于數(shù)值計(jì)算,還用于許多事務(wù)處理,主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代電子計(jì)算機(jī)是集成電路計(jì)算機(jī),其基本特征如下:①采用集成電路作為主要元件。②運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾百萬次。(3)第三代電子計(jì)算機(jī)(20世紀(jì)60年代中期至20世紀(jì)70年代前期)。③出現(xiàn)了半導(dǎo)體存儲器。④程序設(shè)計(jì)語言得到了很大發(fā)展。第三代電子計(jì)算機(jī)體積更小、耗電量更小、可靠性更強(qiáng),廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展(4)第四代電子計(jì)算機(jī)(20世紀(jì)

70年代前期至今)。第四代電子計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),其基本特征如下:①采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路作為主要元件。②運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾億次甚至數(shù)百億次。③主存全部采用半導(dǎo)體存儲器。④語言、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)軟件日臻完善。第四代電子計(jì)算機(jī)體積小、耗電量極小、可靠性強(qiáng),其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展,特別是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,使計(jì)算機(jī)深入社會發(fā)展及人們生活的各個(gè)方面,成為信息社會的標(biāo)志性工具。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用1.計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)可以歸納為七個(gè)方面,其中前五點(diǎn)為信息技術(shù)界共識,屬于計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn),后兩點(diǎn)尚有學(xué)者未將之納入其中。(1)支持人機(jī)交互。(2)數(shù)據(jù)處理速度快。(3)存儲容量大。(4)具有邏輯判斷能力。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用1.計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(5)計(jì)算精度很高。(6)具有自動控制能力。(7)通用性強(qiáng)。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用2.計(jì)算機(jī)的分類(1)按信息的表示形式和對信息的處理方式不同,計(jì)算機(jī)分為數(shù)字計(jì)算機(jī)(digitalcomputer)、模擬計(jì)算機(jī)(analogue

computer)和混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)(digitalcomputer)模擬計(jì)算機(jī)(analoguecomputer)混合計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用2.計(jì)算機(jī)的分類(2)按用途不同,計(jì)算機(jī)分為通

用計(jì)算機(jī)(general-purpose

computer)和專用計(jì)算機(jī)(special-purposecomputer)。計(jì)算機(jī)(general-purpose

computer)專用計(jì)算機(jī)(special-purposecomputer)LOR1E.M1

I計(jì)PS算UM機(jī)D簡OL介OR1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用2.計(jì)算機(jī)的分類(3)按計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度快慢、

存儲量大小、功能強(qiáng)弱以及軟硬件的配

套規(guī)模等不同,分為巨型機(jī)、大中型機(jī)、小型機(jī)(mini

computer)、微型機(jī)(micro

computer)、工作站(workstation)與服務(wù)器等。巨型機(jī)大中型機(jī)微型機(jī)(micro

computer)工作站(workstation)服務(wù)器小型機(jī)(mini

computer)1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用3.計(jì)算機(jī)的應(yīng)用基于共識,計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下:1科學(xué)計(jì)算或數(shù)值計(jì)算。2數(shù)據(jù)處理或信息處理。單擊此處添加標(biāo)題1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用3.計(jì)算機(jī)的應(yīng)用數(shù)據(jù)處理從簡單到復(fù)雜經(jīng)歷了以下三個(gè)發(fā)展階段:①電子數(shù)據(jù)處理(electronic

dataprocessing,EDP)②管理信息系統(tǒng)(managementinformation

system,MIS)。③決策支持系統(tǒng)(decision

supportsystem,DSS)。1.1計(jì)算機(jī)簡介LOREM

IPSUM

DOLOR(

2

)數(shù)據(jù)處理或信息處理。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用3.計(jì)算機(jī)的應(yīng)用(

3)輔助技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)包括以下幾種:①計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer

aided

design,CAD)。②計(jì)算機(jī)輔助制造(computer

aided

manufacturing,CAM)。③計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(computer

aided

instruction,CAI)。LOREM

IPSUM

DOLOR④計(jì)算機(jī)輔助測試(computer

aided

testing,CAT)。⑤計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(computer

integrated

manufacturingsystem,CIMS)。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用3.計(jì)算機(jī)的應(yīng)用4過程控制5人工智能6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用7電子商務(wù)8系統(tǒng)仿真單擊此處添加標(biāo)題1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.3計(jì)算科學(xué)的研究與應(yīng)用計(jì)算科學(xué)又稱為科學(xué)計(jì)算,是一種基于數(shù)學(xué)建模、定量分析方法以及利用計(jì)算機(jī)來分析和解決科學(xué)問題的研究領(lǐng)域,是運(yùn)用高性能計(jì)算預(yù)測和了解客觀世界物質(zhì)運(yùn)動或復(fù)雜現(xiàn)象演化規(guī)律的科學(xué),包括數(shù)值模擬、工程仿真、高效計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.3計(jì)算科學(xué)的研究與應(yīng)用計(jì)算科學(xué)的發(fā)展形成了計(jì)算學(xué)科,來源于對數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論和自動計(jì)算機(jī)器。計(jì)算學(xué)科系統(tǒng)研究描述和變換信息的算法過程包括算法過程的理論、分析、設(shè)計(jì)、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等。其核心是:問題能否被形式化描述,是否是可計(jì)算的。隨著計(jì)算學(xué)科的發(fā)展,出現(xiàn)了許多與計(jì)算有關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域,如計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算生物、計(jì)算攝影以及普適計(jì)算、服務(wù)計(jì)算、移動計(jì)算、云計(jì)算等。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.4未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢展望未來,計(jì)算機(jī)的發(fā)展必然要經(jīng)歷很多新的突破。基于集成電路的計(jì)算機(jī)短期內(nèi)還不會退出歷史舞臺,但一些新的計(jì)算機(jī)加緊研究,這些計(jì)算機(jī)包括超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)、DNA計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)等。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)光計(jì)算機(jī)納米計(jì)算機(jī)DNA計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)1.1計(jì)算機(jī)簡介俠義廣義1.1.5信息技術(shù)1.信息技術(shù)的概念1.1計(jì)算機(jī)簡介狹義的信息技術(shù)信息處理的技術(shù),即將信息技術(shù)等同于計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù)+控制技術(shù)1.1.5信息技術(shù)1.信息技術(shù)的概念1.1計(jì)算機(jī)簡介廣義的信息技術(shù)是指完成信息的獲取、加工、傳遞、再生和使用等功能的技術(shù),是能夠擴(kuò)展人的信息器官功能的技術(shù)??梢哉J(rèn)為,信息技術(shù)就是能夠提高和擴(kuò)展人類信息能力的方法和手段的總稱。1.1.5信息技術(shù)1.信息技術(shù)的概念1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)2.信息技術(shù)的發(fā)展歷程人類信息活動的每次演進(jìn)都會引起信息技術(shù)的迅猛變革,信息技術(shù)的每次發(fā)展均會促進(jìn)人類信息能力的提高。一般認(rèn)為,信息技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下3個(gè)發(fā)展階段:2以電信為主要特征的近代信息技術(shù)。3以網(wǎng)絡(luò)為主要特征的現(xiàn)代信息技術(shù)。1以手工為主要特征的古代信息技術(shù)時(shí)期。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)2.信息技術(shù)的發(fā)展歷程④電報(bào)、電話、電視及其他通信技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用。③造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明。在信息技術(shù)的3個(gè)發(fā)展階段中,人類社會發(fā)生過以下5次信息技術(shù)革命:①語言的使用。②文字的使用。⑤計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)的普及。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)3.信息技術(shù)的典型應(yīng)用當(dāng)前,信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍布各個(gè)領(lǐng)域,如教育、科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、交通、軍事等,不斷推動著人類社會的發(fā)展和進(jìn)步。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)4.信息技術(shù)的發(fā)展趨勢信息技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下一些方面:(1)超高清視頻進(jìn)入千家萬戶。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用遍地開花。(3)智能家居產(chǎn)品深入人心。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)4.信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(5)5G全產(chǎn)業(yè)鏈加速成熟。(6)車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)方興未艾。(7)軍民信息化融合日益緊密。(4)量子信息技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。1.1計(jì)算機(jī)簡介1.1.5信息技術(shù)4.信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(9)云計(jì)算潛力巨大。(8)智能制造穩(wěn)步推進(jìn)。(10)大數(shù)據(jù)迭代創(chuàng)新發(fā)展。1.2信息的表示與存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,各種信息(如數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等)必須以數(shù)字化編碼的形式進(jìn)行存儲處理和傳輸,在計(jì)算機(jī)內(nèi)以二進(jìn)制(binary)形式表示的數(shù)據(jù)稱為機(jī)器數(shù)。完整地表示一個(gè)機(jī)器數(shù)要考慮三方面,即機(jī)器數(shù)的范圍、符號和小數(shù)點(diǎn)的位置。1.2.1信息與數(shù)據(jù)LO1.R2E信M息I的P表S示U與M

存D儲OLOR信息是人們利用通信手段傳輸和處理的對象。數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的符號記錄,是信息的載體,是計(jì)

算機(jī)加工的對象。1.2信息的表示與存儲1.2.1信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系是:有意義、有價(jià)值的數(shù)據(jù)才是信息,數(shù)據(jù)是信息的載體。如果說信息是內(nèi)容,那么數(shù)據(jù)就是形式。數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系類似于原材料和成品之間的關(guān)系。需要強(qiáng)調(diào)的是,數(shù)據(jù)的意義和價(jià)值有時(shí)是相對的。例如,一個(gè)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)給一位職工發(fā)獎金,獎金額對于職工來講是信息,而對這位領(lǐng)導(dǎo)來說,它僅僅是數(shù)據(jù)。1.2信息的表示與存儲1.2.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)總體可以分為數(shù)字和字符兩種。數(shù)據(jù)數(shù)字字符1.2信息的表示與存儲1.2.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)1.數(shù)字?jǐn)?shù)字是一種用來表示數(shù)的書寫符號,是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,信息都是采用二進(jìn)制的形式進(jìn)行存儲、運(yùn)算、處理和傳輸

的,即在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是通過0和1兩個(gè)數(shù)字符號來表示信息的。1.2信息的表示與存儲1.2.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)2.字符字符是計(jì)算機(jī)的主要處理對象,這里的字符包括西文字符和中文字符。因?yàn)橛?jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都是采用二進(jìn)制的方式進(jìn)行存放和處理的,因此,字符也只有按照這個(gè)規(guī)律進(jìn)行編碼才能進(jìn)入計(jì)算機(jī)。因?yàn)槲魑淖址椭形淖址男问讲煌?,所以使用的編碼有很大區(qū)別。美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(American

Standard

Code

for

Information

Interchange,ASCII)已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納,作為國際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼,是目前微型計(jì)算機(jī)中使用最普遍的字符編碼。用計(jì)算機(jī)處理漢字時(shí),必須先對漢字進(jìn)行編碼,與英文不同,英文只有26個(gè)英文字母,采用不超過128個(gè)字符的字符集就能滿足英文處理的需求,而中文漢字種類繁多、數(shù)量大、字形復(fù)雜、同音字多,編碼比英文困難得多。一個(gè)漢字處理系統(tǒng)中,輸入、內(nèi)部存儲、處理和輸出等對漢字的編碼要求也不盡相同。因此,在處理漢字時(shí),需要進(jìn)行一系列的漢字代碼轉(zhuǎn)換。1.2信息的表示與存儲1.2.3計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位1.位位也稱為比特(bit),即一個(gè)二進(jìn)制位,只能表示0和1,每增加一位,所能表示的數(shù)就增大1倍。位是計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的最小單位。1.2信息的表示與存儲1.2.3計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位2.字節(jié)字節(jié)(byte,B)表示信息含義的最小單位,也是計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的基本單位。換算關(guān)系如下:1

KB=210

B=1

024

B1

MB=1

024

KB=220

B1

GB=1

024

MB=230

B1

TB=1

024

GB=240

B1.2信息的表示與存儲1.2.3計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位3.字計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),一次存取、加工和傳送的一組二進(jìn)制位稱為字(word)。字的長度稱為字長,字長是衡量計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo),字長越長,精度越高。不同微處理器的字長不同,常見的有32位、64位等。1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1.進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制,是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制。例如,在十進(jìn)位計(jì)數(shù)制中,是按照“逢十進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的。常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制:單擊此1.2處信添息加的標(biāo)表示題與存儲十進(jìn)制(decimal)二進(jìn)制八進(jìn)制(octal)十六進(jìn)制(hexadecimal)1.2信息的表示與存儲基數(shù)位權(quán)1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)與位權(quán)基數(shù)與位權(quán)是進(jìn)位計(jì)數(shù)制的兩個(gè)要素。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)與位權(quán)(1)基數(shù)?;鶖?shù)就是進(jìn)位計(jì)數(shù)制的每位數(shù)上可能有的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。例如,十

進(jìn)制數(shù)每位上的數(shù)碼有0、1、3、…、

9十個(gè)數(shù)碼,所以基數(shù)為10。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)與位權(quán)(2)位權(quán)。位權(quán)是指一個(gè)數(shù)值每一位上的數(shù)字的權(quán)值大小。例如,十進(jìn)制數(shù)4567從低位到高位的位權(quán)分別為100、101、102、103。因此4567按位權(quán)展開是4567=4×103+5×102+6×101+7×1001.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)與位權(quán)(3)數(shù)的位權(quán)表示。任何一種數(shù)制的數(shù)都可以表示成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。例如,十進(jìn)制數(shù)435.05可表示為435.05=4×102+3×101+5×100+0×10-1+5×10-2位權(quán)表示法的特點(diǎn)是:每一項(xiàng)=某位上的數(shù)字×基數(shù)的若干冪次,而冪次的大小由該數(shù)字所在的位置決定。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3.二進(jìn)制數(shù)計(jì)算機(jī)中為何采用二進(jìn)制?因?yàn)槎M(jìn)制運(yùn)算簡單、電路簡單可靠、容易實(shí)現(xiàn)、邏輯性強(qiáng)。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3.二進(jìn)制數(shù)(1)定義:按“逢二進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù),稱為二進(jìn)制數(shù),即每位上計(jì)滿2時(shí)向高位進(jìn)一。(2)特點(diǎn):每個(gè)數(shù)的數(shù)位上只能是0、1兩個(gè)數(shù)字;二進(jìn)制數(shù)中的最大數(shù)字是1,最小數(shù)字是0;基數(shù)為2。例如,(10011010)2與(00101011)2是兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3.二進(jìn)制數(shù)(4)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則。①加法運(yùn)算。a.0+0=0。b.0+1=1+0=1。c.1+1=10。②乘法運(yùn)算。a.0×0=0。b.0×1=1×0=0。c.1×1=1。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換4.八進(jìn)制數(shù)定義:按“逢八進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù),稱為八進(jìn)制數(shù),即每位上計(jì)滿8時(shí)向高位進(jìn)一。特點(diǎn):每個(gè)數(shù)的數(shù)位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7八個(gè)數(shù)字;八進(jìn)制數(shù)中的最大數(shù)字是7,最小數(shù)字是0;基數(shù)為8。例如,(1347)8與(62435)8是兩個(gè)八進(jìn)制數(shù)。八進(jìn)制數(shù)的位權(quán)表示如下:

(107.13)8=1×82+0×81+7×80+1×8-1+3×8-21.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)定義:按“逢十六進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù),稱為十六進(jìn)制數(shù),即每位上計(jì)滿16時(shí)向高位進(jìn)一。特點(diǎn):每個(gè)數(shù)的數(shù)位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼;十六進(jìn)制數(shù)中的最大數(shù)字是F,即15,最小數(shù)字是0;基數(shù)為16。例如,

(109)16與(2FDE)16是兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。十六進(jìn)制數(shù)的位權(quán)表示如下:(109.13)16=1×162+0×161+9×160+1×16-1+3×16-2(2FDE)16=2×163+15×162+13×161+14×1601.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換6.常用計(jì)數(shù)制間的對應(yīng)關(guān)系表1-1列出了常用計(jì)數(shù)制間的對應(yīng)關(guān)系。表1-1常用計(jì)數(shù)制間的對應(yīng)關(guān)系表1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換7.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換將數(shù)由一種數(shù)制轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)制稱為數(shù)制間的轉(zhuǎn)換。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換7.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(1)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)。①十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制整數(shù)。十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制整數(shù)采用余數(shù)法,即除基數(shù)取余數(shù)。將十進(jìn)制整數(shù)逐次用某非十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)去除,一直到商是0為止,然后將所得到的余數(shù)由下而上排列即可。②十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制小數(shù)。十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制小數(shù)采用進(jìn)位法,即乘基數(shù)取整數(shù)。將十進(jìn)制小數(shù)部分逐次用某非十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)去乘,直到小數(shù)的當(dāng)前值等于0或滿足要求的精度為止,最后得到的積的整數(shù)部分由上而下排列即所求。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換7.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(2)非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)采用位權(quán)法,即把各非十進(jìn)制數(shù)按位權(quán)展開,然后求和。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換7.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(3)二進(jìn)制數(shù)與八、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。①二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法。把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)時(shí),按“三位并一位”的方法進(jìn)行。以小數(shù)點(diǎn)為界,將整數(shù)部分從右向左每三位分為一組,最高位不足三位時(shí),添0補(bǔ)足三位;小數(shù)部分從左向右,每三位分為一組,最低有效位不足三位時(shí),添0補(bǔ)足三位。然后,將各組的三位二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開后相加,得到一位八進(jìn)制數(shù)。將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí),采用“一位拆三位”的方法進(jìn)行,即把八進(jìn)制數(shù)每位上的數(shù)用相應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)表示。1.2信息的表示與存儲1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換7.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(3)二進(jìn)制數(shù)與八、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。②二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法。a.把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)時(shí),按“四位并一位”的方法進(jìn)行。以小數(shù)點(diǎn)為界,將整數(shù)部分從右向左每四位分為一組,最高位不足四位時(shí),添

0補(bǔ)足四位;小數(shù)部分從左向右,每四位分為一組,最低有效位不足四位時(shí),添0補(bǔ)足四位。然后,將

各組的四位二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開后相加,得到一位十六進(jìn)制數(shù)。b.將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí),采用“一位拆四位”的方法進(jìn)行,即把十六進(jìn)制數(shù)

每位上的數(shù)用相應(yīng)的四位二進(jìn)

制數(shù)表示。1.2信息的表示與存儲ABD二進(jìn)制數(shù)的書寫通常在數(shù)的右下方注上基數(shù)2,或后面加B表示。八進(jìn)制數(shù)的書寫通常在數(shù)的右下方注上基數(shù)8,或后面加O表示。十進(jìn)制數(shù)的書寫通常在數(shù)的右下方注上基數(shù)10,或后面加D表示。一般約定D可省略。C十六進(jìn)制數(shù)的書寫通常在數(shù)的右下方注上基數(shù)16,或后面加H表示。1.2.4進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換單擊此處添加標(biāo)題8.計(jì)算機(jī)中數(shù)的書寫規(guī)則1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼字符是各種文字和符號的總稱,包括各國家文字、標(biāo)點(diǎn)符號、圖形符號、數(shù)字等。字符集是多個(gè)字符的集合,字符集種類較多,每個(gè)字符集包含的字符個(gè)數(shù)不同,常見字符集有ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、GB18030字符集、Unicode字符集等。計(jì)算機(jī)要準(zhǔn)確地處理各種字符集文字,必須進(jìn)行字符編碼,以便能夠識別和存儲各種文字。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼ASCII字符集即美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼字符集,是基于羅馬字母表的一套計(jì)算機(jī)編碼系統(tǒng)。它主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。它是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng),并且等同于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO646。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼ASCII字符集包括控制字符(Enter、Backspace等)與可顯示字符(英文大小寫字符、阿拉伯?dāng)?shù)字和西文符號)兩大類,即32個(gè)通用控制字符、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼、52個(gè)英文

大小寫字母和34個(gè)專用字符。通常用7位表示一個(gè)字符,共

128個(gè)字符。7位編碼的字符集只支持128個(gè)字符,為了表示更多的歐洲常用字符,在計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中對ASCII進(jìn)行了擴(kuò)展,ASCII擴(kuò)展字符集使用8位表示一個(gè)字符,共256個(gè)字符。ASCII擴(kuò)展字符集相對ASCII字符集擴(kuò)充出來的符號包括表格符號、計(jì)算符號、希臘字母和特殊的拉丁符號。表1-2列出了7位ASCII字符編碼。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼表1-2

7位ASCII字符編碼表1.2信息的表示與存儲1.2.6漢字編碼1.國標(biāo)碼和漢字內(nèi)碼漢字也是一種字符,常用的漢字就有3

000~5

000個(gè),顯然無法用一字節(jié)的編碼來區(qū)分,所以漢字通常用2字節(jié)進(jìn)行編碼。1981年,我國公布的《信息交換用漢字編碼字符集基本集》(GB

2312—1980)共收集了7

445個(gè)圖形字符,其中漢字字符6

763個(gè),并分為兩級,即常用的一級漢字3

755個(gè)(按漢語拼音排序)和次常用漢字3

008個(gè)(按偏旁部首排序),其他圖形符號682個(gè)。1.2信息的表示與存儲GB

2312—1980編碼簡稱國標(biāo)碼,它規(guī)定每個(gè)圖形字符由兩個(gè)7位二進(jìn)制編碼表示,即每個(gè)編碼需要占用2字節(jié),每字節(jié)內(nèi)占用7位信息,最高位補(bǔ)0。例如,漢字“啊”的國標(biāo)碼為3021H,即00110000

00100001。1.2.5字符的編碼1.國標(biāo)碼和漢字內(nèi)碼1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼1.國標(biāo)碼和漢字內(nèi)碼GBK編碼是在GB

2312—1980標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的內(nèi)碼擴(kuò)展規(guī)范,使用了雙字節(jié)編碼方案,其編碼范圍為8140~FEFE(剔除xx7F),23

940個(gè)碼位,共收錄了21

003個(gè)漢字,完全兼容GB

2312—1980標(biāo)準(zhǔn),支持國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC

10646-1和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

13000—2010中的全部中、日、韓漢字,并包含了BIG5編碼中的所有漢字。GBK編碼方案于1995年10月制定,1995年12月正式發(fā)布,中文版的Windows

XP、Windows

7及之前版本的中文版

Windows操作系統(tǒng)等都支持GBK編碼方案。1.2信息的表示與存儲漢字內(nèi)碼是漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲、處理和傳輸用的信息代碼,要求它與ASCII碼兼容但又不能相同,以實(shí)現(xiàn)漢字和西文的并存兼容。通常將國標(biāo)碼2字節(jié)的最高位置1作為漢字的內(nèi)碼。以漢字“啊”為例,其內(nèi)碼為B0A1H,即1011000010100001。1.2.5字符的編碼1.國標(biāo)碼和漢字內(nèi)碼1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼漢字輸入碼又稱為外碼,是指從鍵盤輸入漢字時(shí)采用的編碼,主要有以下幾類:數(shù)字編碼拼音碼形碼音形碼1.2信息的表示與存L儲OREM

IPSUM

DOLOR1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼(1)數(shù)字編碼用一串?dāng)?shù)字代表一個(gè)漢字,最常用的是國標(biāo)區(qū)位碼,它實(shí)際上是國標(biāo)碼的一種簡單變形。把GB

2312—1980全部字符集分為94個(gè)區(qū),其中1~15區(qū)是字母、數(shù)字和圖形符號區(qū),16~55區(qū)是一級漢

字區(qū),56~87區(qū)是二級漢字和偏旁部首區(qū),每個(gè)區(qū)又分為94位,編號也是01~94。這樣,每個(gè)字符

便具有一個(gè)區(qū)碼和一個(gè)位碼。將區(qū)碼置前、位碼置后,組合在一起就成為區(qū)位碼。國標(biāo)碼與區(qū)位碼是一一對應(yīng)的??梢赃@樣認(rèn)為,區(qū)位碼是十進(jìn)制數(shù)表示的國標(biāo)碼,國標(biāo)碼是十六進(jìn)制數(shù)表示的區(qū)位碼。將某個(gè)漢字的區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)后再分別加20H,即可得到相應(yīng)的國標(biāo)碼。使用區(qū)位碼輸入漢字或字符,方法簡單且沒有重碼,能輸入所有的漢字,但是用戶不可能把區(qū)位碼背誦下來,查找區(qū)位碼也不方便,所以難以快速輸入漢字或字符,通常僅用于輸入一些特殊字符或圖形符號。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼(2)拼音碼拼音碼是一種以漢語讀音為基礎(chǔ)的輸入方法,由于漢字同音字較多,因此重碼率較高,輸入速度較慢。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼(3)形碼形碼指根據(jù)漢字形狀確定的編碼。盡管漢字總量很多,但構(gòu)成漢字的部件和筆畫是有限的。因此,把漢字的筆畫部件用字母或數(shù)字進(jìn)行編碼,按筆畫書寫順序依次輸入,就能表示一個(gè)漢字。常用的五筆字型碼采用的就是這種編碼方法。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼(4)音形碼音形碼是根據(jù)漢字的讀音和字形進(jìn)行編碼的。它的編碼規(guī)則既與音素有關(guān),又與形素有關(guān),即取音碼簡單、易于接受的優(yōu)點(diǎn)和形碼形象、直觀之所長,從而得到較好的輸入效果。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼2.漢字輸入碼不同的漢字輸入方法有不同的漢字外碼,即漢字的外碼可以有多個(gè),但內(nèi)碼只能有一個(gè)。目前已有的漢字輸入編碼方法有數(shù)百種,如首尾碼、拼音碼、表形碼、五筆字型碼等。一種好的漢字輸入編碼方法應(yīng)該具備規(guī)則簡單、易于記憶、操作方便、編碼容量大、編碼短和重碼率低等特征。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼3.漢字字形碼漢字字形碼用在輸出時(shí)產(chǎn)生漢字的字形,通常采用點(diǎn)陣形式產(chǎn)生,所謂漢字字形碼就是確定一個(gè)漢字字形點(diǎn)陣的代碼。全點(diǎn)陣字形中的每個(gè)點(diǎn)用一個(gè)二進(jìn)制位來表示,隨著字形點(diǎn)陣的不同,它們所需要的二進(jìn)制位數(shù)也不同。例如,24×24的字形點(diǎn)陣,每字需要72字節(jié);32×32的字形點(diǎn)陣,每字共需128字節(jié)。與每個(gè)漢字對應(yīng)的這一串字節(jié),就是漢字的字形碼。不同的字形碼的集合就形成不同的字庫。1.2信息的表示與存儲1.2.5字符的編碼4.漢字編碼之間的關(guān)系漢字通常通過漢字輸入碼借助輸入設(shè)備輸入計(jì)算機(jī),再由漢字系統(tǒng)的輸入管理模塊進(jìn)行查表或計(jì)算,將輸入碼(外碼)轉(zhuǎn)換成漢字機(jī)內(nèi)碼存入計(jì)算機(jī)存儲器。當(dāng)存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)的漢字需要在屏幕上顯示或在打印機(jī)上輸出時(shí),需借助漢字機(jī)內(nèi)碼在字庫中找出漢字的字形碼。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.1多媒體的特征媒體是指文字、聲音、圖像、動畫和音頻等內(nèi)容。多媒體技術(shù)是指能夠同時(shí)對兩種或兩種以上的媒體進(jìn)行采集、操作、編輯、存儲等綜合處理的技術(shù)。1.3多媒體技術(shù)簡介3421.3.1多媒體的特征多媒體技術(shù)具有以下4個(gè)特征:多維性1集成性交互性實(shí)時(shí)性1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.1多媒體的特征(1)多維性。多維性是指多媒體擴(kuò)展和放大了計(jì)算機(jī)處理的信息范圍和空間,不再局限于數(shù)值和文本,而是廣泛采用圖像、圖形、視頻、音頻等形式來增強(qiáng)輸出信息的表現(xiàn)能力,豐富顯示效果。多媒體技術(shù)使人們不僅能看到文字、圖像,還能使人們聽到聲音,給人身臨其境的感覺。(2)集成性。多媒體技術(shù)的集成性是指將多種媒體有機(jī)地組織在一起,并建立起不同媒體之間的聯(lián)系,做到

圖、文、聲、像一體化。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.1多媒體的特征(3)交互性。多媒體技術(shù)的交互性是指除了播放外,還具有與使用者交互溝通的特點(diǎn),即人們可通過軟件系統(tǒng)的支持對多媒體進(jìn)行控制。(4)實(shí)時(shí)性。音頻信息和視頻信息都是與時(shí)間有關(guān)的媒體,在加工、存儲和播放時(shí),需要考慮時(shí)間特性。例如,在播放音頻文件時(shí),應(yīng)該保證聲音的連續(xù)性,這就對存取數(shù)據(jù)的速度、解壓縮的速度及最后播放的速度提出很高的要求,這就是媒體的實(shí)時(shí)性。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化媒體的數(shù)字化,即將傳統(tǒng)媒體轉(zhuǎn)換為數(shù)字媒體,這一轉(zhuǎn)換技術(shù)稱為數(shù)字媒體技術(shù)。數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信息處理技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的人開始接觸計(jì)算機(jī),這就要求計(jì)算機(jī)具有良好的人機(jī)交互性。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念數(shù)字媒體是指以二進(jìn)制數(shù)的形式記錄、處理、傳播、獲取過程的信息載體,這些載體包括數(shù)字化的文字、圖形、圖像、聲音、視頻影像和動畫等感覺媒體和標(biāo)識這些感覺媒體的表示媒體(編碼)等(其統(tǒng)稱為邏輯媒體),以及存儲、傳輸、顯示邏輯媒體的實(shí)物媒體。因此,數(shù)字媒體是一種以計(jì)算機(jī)為中心的多種媒體(包括文本、圖形、動畫、視頻和聲音等)的有機(jī)組合,人們在接收這些媒體信息時(shí)具有一定的主動性和交互性。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化2.數(shù)字媒體的類型(1)文本。在計(jì)算機(jī)中,文字和數(shù)值是用二進(jìn)制編碼標(biāo)識的,文字信息和數(shù)值信

息統(tǒng)稱為文本信息,通常文本信息由ASCII碼表所規(guī)定的字符集(包括字母、數(shù)字、特殊符號等)和漢字信息交換碼所規(guī)定的中文字符集中的字符組合而成,習(xí)慣上把前者稱為西文字符,把后者稱為中文字符。計(jì)算機(jī)處理文字信息主要包括輸入、編輯、存儲、輸出等。常見的文本格式是以文件的形式存在的,主要有TXT、DOC、DOCX、WPS等格式。文本信息容易處理、存儲量小、存儲速度快、符號結(jié)構(gòu)規(guī)范,最適合計(jì)算機(jī)的輸入、存儲、處理和輸出,文本信息所表達(dá)的內(nèi)容清晰且精確。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念(2)圖形。圖形是指由外部輪廓線條構(gòu)成的矢量圖,即由計(jì)算機(jī)繪制的直線、圓、矩形、曲線、圖表等。圖形用一組指令集來描述其內(nèi)容,如描述構(gòu)成該圖形的位置、形狀等,描述對象可任意縮放而不會失真。常見的圖形格式有EPS、PS、WMF、DXF、HGL、3DS等。圖形是矢量圖,矢量圖的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是不需要對圖上每個(gè)點(diǎn)的信息進(jìn)行保存,而只需要描述對象的幾何形狀即可,所以其需要的存儲空間與點(diǎn)陣圖像相比要小得多。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念(3)圖像。在計(jì)算機(jī)中,圖像是指以數(shù)字方式存儲的圖像。將圖像在空間上離散,量化存儲每一個(gè)離散位置的信息,就可以得到最簡單的數(shù)字圖像。圖像由像素點(diǎn)組合而成,色彩豐富,過渡自然,保存時(shí)計(jì)算機(jī)需要記錄每個(gè)像素點(diǎn)的位置和顏色,所以圖像像素點(diǎn)越多(分辨率越高),圖像越清晰,文件也就越大。常見的圖像格式有Windows位圖(BMP)、PC畫筆(PCX)、可移植網(wǎng)絡(luò)圖形(PNG)、聯(lián)合攝影專家組(JPEG)、圖形交換格式(GIF)和標(biāo)記圖像文件格式(TIFF)等。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念(4)動畫。動畫即采用逐幀拍攝對象并連續(xù)播放而形成運(yùn)動影像的技術(shù)。動畫的概念不同于一般意義上的動畫片,動畫是一種綜合藝術(shù),它是集合了繪畫、漫畫、電影、數(shù)字媒體、攝影、音樂等眾多藝術(shù)門類于一身的藝術(shù)表現(xiàn)形式。常見的動畫格式有GIF、SWF、FLIC等。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念(5)音頻。在計(jì)算機(jī)中,音頻是一種利用數(shù)字化手段對聲音進(jìn)行錄制、存放、編輯、壓縮或播放的技術(shù),它是隨著數(shù)字信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)的發(fā)展而形成的一種全新的聲音處理手段。常見的音頻格式有MP3、WMA、FLAC、AAC、MMF、AMR、M4A、M4R、WAV、AU、RA等。首先將音頻文件轉(zhuǎn)化,再將這些電平信號轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)保存,播放時(shí)就把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬的電平信號再送到音頻播放設(shè)備播出,數(shù)字聲音和一般磁帶、廣播、電視中的聲音就存儲播放方式而言有著本質(zhì)區(qū)別。相比而言,數(shù)字聲音具有存儲方便、存儲成本低廉、存儲和傳輸?shù)倪^程中沒有聲音的失真、編輯和處理非常方便等特點(diǎn)。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.2媒體的數(shù)字化1.數(shù)字媒體的概念(6)視頻。視頻又稱影片、錄像、動態(tài)影像,泛指將一系列的靜態(tài)圖像以電信號方式加以捕捉、記錄、處理、存儲、傳送與重現(xiàn)的各種技術(shù)。常見的視頻格式有AVI、MOV、MPEG、MPG、MKV、FLV、F4V、RMVB等。數(shù)字視頻具有便于處理、再現(xiàn)性好、網(wǎng)絡(luò)共享等特點(diǎn)。1.3多媒體技術(shù)簡介1.3.3多媒體數(shù)據(jù)壓縮目前,應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的多媒體壓縮算法標(biāo)準(zhǔn)有如下兩種:12壓縮靜止圖像的JPEG標(biāo)準(zhǔn)。這是由聯(lián)合圖像專家組(Joint

Photographic

Experts

Group,JPEG)制定的靜態(tài)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。它既適合于灰度圖像,又適合于彩色圖像。壓縮運(yùn)動圖像的

MPEG標(biāo)準(zhǔn)。這是由活動圖像專家組(MovingPicture

Experts

Group,MPEG)制定的用于視頻影像和高保真聲音的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類計(jì)算機(jī)病毒最早是由美國計(jì)算機(jī)病毒研究專家Cohen博士提出的,計(jì)算機(jī)病毒有很多種定義。?國外最流行的定義為:計(jì)算機(jī)病毒是一段附著在其他程序上可以實(shí)現(xiàn)自我繁殖的程序代碼。?在《中華人民共和國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》中的定義為:計(jì)算機(jī)病毒是指編制或者在計(jì)算機(jī)程序中插入的破壞計(jì)算機(jī)功能或者毀滅數(shù)據(jù),影響計(jì)算機(jī)使用,并且能夠自我復(fù)制的一組計(jì)算機(jī)指令或者程序代碼。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類1.計(jì)算機(jī)病毒的特征計(jì)算機(jī)病毒一般具有以下幾點(diǎn)主要特征:04潛伏性05隱蔽性01寄生性02破壞性03傳染性1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類2.計(jì)算機(jī)病毒的分類(1)按照設(shè)計(jì)者的意圖和破壞性的大小分類。按照設(shè)計(jì)者的意圖和破壞性的大小,計(jì)算機(jī)病毒可分為良性病毒和惡性病毒。良性病毒。良性病毒又稱惡作劇型病毒,這些病毒大多在屏幕上出現(xiàn)一些語句或畫面,不破壞數(shù)據(jù)和系統(tǒng),僅干擾正常操作。01惡性病毒。這類病毒具有明顯的攻擊性和破壞性,輕者丟失數(shù)據(jù),刪改文件;重者造成硬件損壞、系統(tǒng)崩潰、網(wǎng)絡(luò)癱瘓。021.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類2.計(jì)算機(jī)病毒的分類(2)按照入侵途徑分類。按照入侵途徑,計(jì)算機(jī)病毒可分為外殼型病毒、源碼型病毒、入侵型病毒和操作系統(tǒng)型病毒。①外殼型病毒。此種病毒常依附于主程序的首尾,當(dāng)合法的主程序運(yùn)行時(shí)即被激活,一般不破壞原程序。②源碼型病毒。這種病毒在程序被編譯之前,插入高級語言編寫的源程序中,成為可執(zhí)行程序的合法部分,破壞性較大。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類2.計(jì)算機(jī)病毒的分類(2)按照入侵途徑分類。按照入侵途徑,計(jì)算機(jī)病毒可分為外殼型病毒、源碼型病毒、入侵型病毒和操作系統(tǒng)型病毒。③入侵型病毒。這種病毒程序能插入合法的主程序中,替換不常應(yīng)用的功能模塊部分。入侵型病毒查找和清除的難度都很大。④操作系統(tǒng)型病毒。這種病毒在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)取代操作系統(tǒng)的部分操作。此種類型病毒較常見,破壞性也較大。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.1計(jì)算機(jī)病毒的特征和分類2.計(jì)算機(jī)病毒的分類(3)按照病毒的發(fā)作時(shí)間分類。按照病毒的發(fā)作時(shí)間,計(jì)算機(jī)病毒可分為定時(shí)發(fā)作病毒和隨機(jī)發(fā)作病毒。AB①定時(shí)發(fā)作病毒。計(jì)算機(jī)病毒會在制作

者設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)發(fā)作。②隨機(jī)發(fā)作病毒。計(jì)算機(jī)病毒的發(fā)作時(shí)間不固定,隨時(shí)都有可能發(fā)作,只要滿足條件就會被激活。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治硬件①管理③軟件②1.4.2計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防目前,防范計(jì)算機(jī)病毒可以從硬件、軟件和管理3個(gè)方面來考慮。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.2計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防1.硬件方面的預(yù)防在硬件方面,主要是采用防病毒卡來防范病毒的入侵。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.2計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防2.軟件方面的預(yù)防從軟件方面看,預(yù)防的措施有以下幾個(gè):(

1

)慎用來歷不明的軟件。(

2

)使用U盤前最好使用殺毒軟件進(jìn)行檢查。(

3

)重要數(shù)據(jù)和文件定期做好備份,以減少損失。(

4

)用較好的殺毒軟件進(jìn)行病毒查找,確定是否染上病毒,盡早發(fā)現(xiàn),盡早清殺。1.4計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.4.2計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防3.管理方面的預(yù)防在管理方面,應(yīng)該加強(qiáng)宣傳,做到專機(jī)專用、專盤專用。對于機(jī)房中的公共用機(jī)應(yīng)該加強(qiáng)管理,最好采用新型的主動反病毒軟件,以便及時(shí)查殺。隨著Internet的廣泛流行,也應(yīng)該加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)中病毒的檢測與查殺,并對下載的文件進(jìn)行必要的管理。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維1.科學(xué)思維科學(xué)思維(scientific

thinking)是指理論認(rèn)識及其過程,即經(jīng)過感性階段獲得的大量材料,通過整理和改造,形成概念、判斷和推理,以便反映事物的本質(zhì)和規(guī)律。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維1.科學(xué)思維科學(xué)思維是人腦對自然界中事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及自然界中事物之間的聯(lián)系和相互關(guān)系所做的有意識的、概括的、間接的和能動的反映,該反映以科學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)為媒介,體現(xiàn)為對多變量因果系統(tǒng)的信息加工過程。也就是說,科學(xué)思維是人腦對科學(xué)信息加工的一種活動。從人類認(rèn)識世界和改造世界的思維方式出發(fā),科學(xué)思維又可分為理論思維(theoretical

thinking)、實(shí)驗(yàn)思維(experimental

thinking)和計(jì)算思維(computational

thinking)。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維1.科學(xué)思維(1)理論思維。理論思維又稱為邏輯思維,是指通過抽象概括建立描述事物本質(zhì)的概念,應(yīng)用科學(xué)的方法探尋概念之間聯(lián)系的一種思維方法。它以推理和演繹為特征,以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表。理論源于數(shù)學(xué),理論思維支撐著所有的學(xué)科領(lǐng)域。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維1.科學(xué)思維(2)實(shí)驗(yàn)思維。實(shí)驗(yàn)思維又稱為實(shí)證思維,是通過觀察和實(shí)驗(yàn)獲取自然規(guī)律法則的一種思維方法。它以觀察和歸納自然規(guī)律為特征,以物理學(xué)科為代表。與理論思維不同,實(shí)驗(yàn)思維往往需要借助某種特定的設(shè)備來獲取數(shù)據(jù)以便進(jìn)行分析。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維1.科學(xué)思維(3)計(jì)算思維。計(jì)算思維又稱為構(gòu)造思維,是指從具體的算法設(shè)計(jì)規(guī)范入手,通過算法過程的構(gòu)造與實(shí)施來解決給定問題的一種思維方法。它以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征,以計(jì)算學(xué)科為代表。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維2.計(jì)算思維計(jì)算思維概念的提出是計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展的自然產(chǎn)物。第一次明確使用這一概念的是美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真(Jeannette

M.Wing)教授。她認(rèn)為,計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為;計(jì)算機(jī)思維是人類求解問題的一條途徑,但絕非要使人類像計(jì)算機(jī)那樣思考。計(jì)算思維是一種遞歸思維,其本質(zhì)是抽象和自動化。1.5計(jì)算思維1.5.1科學(xué)思維與計(jì)算思維2.計(jì)算思維為了讓人們更易理解,周以真教授又將計(jì)算思維進(jìn)一步地定義為:通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)

化和仿真等方法,把一個(gè)看起來困難的問題重新闡釋成一個(gè)人們知道該怎樣解決的問題。計(jì)算思維是一種遞歸思維,是一種并行處理,是一種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼的方法,是一種多維分析推廣的類型檢查方法;是一種采用抽象和分解來控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨大復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法,是基于關(guān)注分離的方法;是一種選擇合適的方式去陳述一個(gè)問題,或?qū)σ粋€(gè)問題的相關(guān)方面建模使其易于處理的思維方法;是按照預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯、糾錯的方式,并從最壞情況進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維方法;是利用啟發(fā)式推理尋求解答,也即在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度的思維方法;是利用海量數(shù)據(jù)來加快計(jì)算,在時(shí)間和空間之間,在處理能力和存儲容量之間進(jìn)行折中的思維方法。1.5計(jì)算思維1.5.2計(jì)算思維的特征計(jì)算思維具有如下幾個(gè)特征:(1)計(jì)算思維吸取了問題求解所用的一般數(shù)學(xué)思維方式、現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評估的一般過程思維方法和理解心理以及人類行為的一般科學(xué)思維方法。(2)計(jì)算思維建立在計(jì)算過程的能力和限制之上,由人和機(jī)器執(zhí)行;計(jì)算方法和模型可以處理原本無法由個(gè)人獨(dú)立完成的復(fù)雜問題和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(3)計(jì)算思維最根本的內(nèi)容是抽象,計(jì)算思維中的抽象超越物理中的時(shí)空觀,并完全用符號來描述;與數(shù)學(xué)和物理的抽象相比,計(jì)算思維的抽象更為豐富和復(fù)雜。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法1.抽象在自然語言中,通常把不能被人們的感官所直接把握的東西稱為抽象。在科學(xué)研究中,抽象是從許多事物中舍棄個(gè)別的、非本質(zhì)的屬性,抽取共同的、本質(zhì)的屬性的過程。共同屬性是指能把一類事物與他類事物區(qū)分開來的特征,這些具有區(qū)分作用的屬性又稱為本質(zhì)屬性。針對不同的研究目的,抽象的特點(diǎn)也不相同。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法2.分解在一般的科學(xué)思維中,抽象包含分類、提純和約簡3個(gè)環(huán)節(jié);在工程思維中,解決復(fù)雜系統(tǒng)問題也存在分解問題。計(jì)算機(jī)求解問題作為自然世界到軟件世界的映射,分解也是最常用的設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的方法。當(dāng)面臨一個(gè)龐雜的任務(wù)或要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí),采用任務(wù)分解和模塊化的思想,把一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)或系統(tǒng)拆分成相對簡單的若干子系統(tǒng),如果某個(gè)子系統(tǒng)還比較復(fù)雜,則需要進(jìn)一步細(xì)分,直到每個(gè)部分都相對簡單為止。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法3.約簡在一些自然或社會問題中,人們面對的問題或數(shù)據(jù)有時(shí)候過于復(fù)雜,約簡就是要在保證問題或數(shù)據(jù)特征能反映原問題或數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征的前提下,對問題或數(shù)據(jù)等進(jìn)行簡化。例如,高維數(shù)據(jù)空間的降維處理,從而把一個(gè)看起來困難的問題重新闡釋成一個(gè)相對簡單的問題。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法4.遞歸遞歸就是用自身定義自身的方法。在數(shù)學(xué)上有很多的概念是

遞歸

定義的,例如,求一個(gè)自然數(shù)n的階乘,可定義為n!=n×(n-1)!,0!=1。在復(fù)雜問題求解中,遞歸通常可以把一個(gè)復(fù)雜的問題通過層層轉(zhuǎn)化變?yōu)橐?/p>

個(gè)與原問題相似且規(guī)模較小的問題。在計(jì)算機(jī)程序中,遞歸算法不僅能

夠更好地證明算法的正確性,而且只需少量的程序代碼就可以描述出解

題過程所需要的多次重復(fù)計(jì)算,大大減少了程序的代碼量。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法5.算法在人的一般思維中,做任何事情首先要想的問題就是如何做,然后再進(jìn)一步規(guī)劃做事的具體步驟,這就是算法的概念。算法是解決問題的方法和求解問題的步驟描述。當(dāng)人們把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分解為一系列相對獨(dú)立的子系統(tǒng)或功能模塊時(shí),接下來就是要完成每一個(gè)模塊的功能,如何把它的輸入變成輸出。這和人類的邏輯思維如出一轍,即判斷和推理的思考過程??梢哉f,計(jì)算思維中的算法刻畫了人類一般的邏輯思維過程,是邏輯思維的形式化描述。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法6.程序在日常生活中,程序本是指“做事程序”的意思,即做事的具體步驟。隨著計(jì)算機(jī)的誕生,程序被賦予了新的含義,即程序是為了實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問題而用計(jì)算機(jī)語言編寫的命令序列的集合。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法7.仿真仿真就是利用模型再現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程,并通過對系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng),又稱為模擬。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法8.計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)求解問題,本質(zhì)上是使用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)解決實(shí)際問題。1.5計(jì)算思維1.5.3計(jì)算思維中的主要方法9.網(wǎng)絡(luò)在數(shù)學(xué)上,網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)和連線構(gòu)成的圖,標(biāo)識研究的對象及其相互聯(lián)系。從抽象角度看,網(wǎng)絡(luò)是從同類問題中抽象出來的、用數(shù)學(xué)中的圖論來表達(dá)并研究的一種模型,從而可以研究通路問題、最短路徑、排工問題、尋徑問題等一系列實(shí)際問題。在計(jì)算機(jī)學(xué)科中,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指把不同地理位置的計(jì)算機(jī)通過通信線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信和資源共享。1.5計(jì)算思維1.5.4計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維的關(guān)系計(jì)算思維雖然具有計(jì)算機(jī)科學(xué)的許多特征,但是計(jì)算思維本身并不是計(jì)算機(jī)科學(xué)的專屬。實(shí)際上,即使沒有計(jì)算機(jī),計(jì)算思維也會存在并逐步發(fā)展。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給計(jì)算思維的研究和發(fā)展帶來了根本性的變化。計(jì)算機(jī)對于信息和符號的快速處理能力,使得許多原本只是理論研究的問題變成了可以實(shí)現(xiàn)和解決的問題。1.5計(jì)算思維1.5.4計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維的關(guān)系要了解計(jì)算機(jī)和計(jì)算思維的關(guān)系,就涉及計(jì)算和可計(jì)算的概念。通常來講,當(dāng)一個(gè)問題求解能夠?qū)ふ业揭环N計(jì)算方法時(shí),這個(gè)問題就可以使用計(jì)算機(jī)來完成。反過來講,當(dāng)人們用計(jì)算機(jī)來求解復(fù)雜問題時(shí),就是通過計(jì)算思維的理念來解決問題。如今計(jì)算思維的性質(zhì)得到了前所未有的研究,由此也推進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展和計(jì)算思維本身的發(fā)展。在這個(gè)過程中,一些屬于計(jì)算思維的特點(diǎn)被逐步揭示出來,計(jì)算思維與邏輯思維、實(shí)證思維的差別越來越清晰化。計(jì)算思維的概念、結(jié)構(gòu)、格式等變得越來越明確,其內(nèi)容也得到不斷地豐富和發(fā)展。思考題1.計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)?簡述二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的規(guī)則。多媒體有哪些特征?什么是計(jì)算機(jī)病毒?計(jì)算機(jī)病毒有哪些分類?什么是計(jì)算思維?簡述計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維的關(guān)系。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)謝謝大家的觀看02計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種部件、單元、器件和電子線路等,即構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備。部件單元器件電子線路2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.1運(yùn)算器運(yùn)算器能快速地對數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等基本算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。運(yùn)算器主要由算術(shù)邏輯單元(arithmetic

and

logic

unit,ALU)和寄存器構(gòu)成。ALU的功能是實(shí)施各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。在計(jì)算機(jī)中,算術(shù)運(yùn)算是指加、減、乘、除等基本運(yùn)算,邏輯運(yùn)算是指與、或、非、比較、移位等操作。ALU內(nèi)最主要的構(gòu)成部分是加法器、進(jìn)位線路和移位線路。寄存器用于暫存即將參加某種操作的數(shù)據(jù)。例如,寄存參與算術(shù)運(yùn)算的數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果等。運(yùn)算器中還設(shè)有標(biāo)志寄存器,它用來存放運(yùn)算結(jié)果的特征,如進(jìn)位標(biāo)志(C)、零標(biāo)志(Z)、符號標(biāo)志(S)等。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.2控制器控制器(controlunit,CU)是計(jì)算機(jī)的控制中心,計(jì)算機(jī)的工作就是在控制器的控制下有條不紊地進(jìn)行的。控制器根據(jù)指令的要求向計(jì)算機(jī)各個(gè)部件發(fā)出操作控制信號,使計(jì)算機(jī)各個(gè)部件高效、協(xié)調(diào)地工作。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.2控制器控制器的基本功能是負(fù)責(zé)從內(nèi)存中取出指令和執(zhí)行指令??刂破鞯墓ぷ鬟^程是:首先從內(nèi)存中取出指令,并對指令進(jìn)行分析,然后根據(jù)指令的功能要求向有關(guān)部件發(fā)出操作控制命令,控制它們執(zhí)行這條指令規(guī)定的功能。一般當(dāng)各部件執(zhí)行完控制器發(fā)來的命令后,還會向控制器反饋執(zhí)行的情況。這樣逐一執(zhí)行這一系列的指令,就使計(jì)算機(jī)能夠按照由這一系列指令組成的程序自動完成各項(xiàng)工作。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.2控制器控制器主要由程序計(jì)數(shù)器(program

counter,PC)、指令寄存器(instruction

register,IR)、指令譯碼器(instruction

decoder,ID)、時(shí)序電路及操作控制器等組成。控制器程序計(jì)數(shù)器(program

counter,PC)指令寄存器(instruction

register,IR)指令譯碼器(instructiondecoder,ID)時(shí)序電路操作控制器2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器存儲器是計(jì)算機(jī)的記憶和存儲部件,用來存放信息。存儲器按功能可分為內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)和外存儲器(簡稱外存或輔存)。內(nèi)存存取速度快,但容量較小;外存相對存取速度慢,但容量較大。內(nèi)存儲器外存儲器存取速度快,但容量較小相對存取速度慢,但容量較大2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器1.內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器主要用于存放當(dāng)前執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù),一般由半導(dǎo)體器件構(gòu)成。內(nèi)存可以與CPU、輸入/輸出設(shè)備直接交換信息,CPU需要的指令和數(shù)據(jù)必須從內(nèi)存中讀取,而不能從其他輸入/輸出設(shè)備中獲得。因此,內(nèi)存是CPU和外部設(shè)備的樞紐。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器1.內(nèi)存儲器內(nèi)存根據(jù)基本功能的不同分為隨機(jī)存取存儲器(random

access

memory,RAM)、只讀存儲器(read-only

memory,ROM)和高速緩沖存儲器(cache,簡稱高速緩存)。隨機(jī)存取存儲器(randomaccess

memory,RAM)只讀存儲器(read-onlymemory,ROM)高速緩沖存儲器(cache,簡稱高速緩存)2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器1.內(nèi)存儲器(1)RAM就是通常所說的內(nèi)存條,如圖2-1所示。它的特點(diǎn)是其中存放的內(nèi)容可隨時(shí)供

CPU讀寫,但斷電后存放的信息就會完全丟失。目前,常用的單個(gè)內(nèi)存條的容量主要有4

GB、8

GB和16

GB等不同的規(guī)格。在主板上的存儲器插槽插入內(nèi)存條可擴(kuò)展內(nèi)存。圖2-1內(nèi)存條2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器1.內(nèi)存儲器(2)ROM是一種在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中只能讀出、不能寫入和修改的存儲器。它最大的特點(diǎn)就是在斷電或關(guān)機(jī)后信息不會丟失,因此常用來存放重要的、常用的程序和數(shù)據(jù),如檢測程序、BIOS及其他系統(tǒng)程序等。目前,常用的只讀存儲器是可擦除、可編程的只讀存儲器(EPROM),可通過編程器將數(shù)據(jù)或程序?qū)懭?/p>

EPROM。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器1.內(nèi)存儲器(3)cache。CPU的運(yùn)算速度越來越快,而主存中數(shù)據(jù)訪問的速度相對來說卻要慢得多,這一現(xiàn)象嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度,為此引入了cache,它的存取速度與CPU的速度相當(dāng)。cache在邏輯上位于CPU與內(nèi)存之間,其作用是加快CPU與RAM之間的數(shù)據(jù)交換速率。cache技術(shù)的原理是:將當(dāng)前急需執(zhí)行及使用頻繁的程序段和數(shù)據(jù)復(fù)制到cache中,CPU在進(jìn)行讀寫時(shí),首先訪問cache,因此cache就像內(nèi)存與CPU之間的轉(zhuǎn)接站。如果CPU能在cache中找到大部分要訪問的數(shù)據(jù),就能大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器2.外存儲器外存儲器又稱為輔助存儲器,相對于內(nèi)存來說,外存的容量大,價(jià)格低,但存取速度慢,主要用于存放待運(yùn)行的或需要永久保存的程序和數(shù)據(jù)。CPU不能直接訪問外存儲器,外存儲器的內(nèi)容必須在調(diào)入內(nèi)存后,才能被CPU讀取?,F(xiàn)在常用的外存有硬盤、光盤和USB閃存驅(qū)動器等。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器2.外存儲器(1)硬盤。硬盤是計(jì)算機(jī)的主要外部存儲器。當(dāng)前主流的硬盤可分為機(jī)械硬盤(見圖2-2)和固態(tài)硬盤(見圖2-3)兩種,固態(tài)硬盤存儲速度更快,但相對機(jī)械硬盤而言,固態(tài)硬盤容量較小,現(xiàn)在主流的固態(tài)硬盤容量為500

GB;機(jī)械硬盤雖然存儲速度沒有

固態(tài)硬盤快,但是其存儲容量較大,當(dāng)前主流的機(jī)械硬盤存儲容量為1

TB、2

TB、3

TB,甚至更高。圖2-2機(jī)械硬盤圖2-3固態(tài)硬盤2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)展,光盤存儲已經(jīng)逐漸淡出歷史舞臺,只有在一些特定的情況下才使用。2.1.3存儲器2.外存儲器(2)光盤。光盤用于記錄數(shù)據(jù),光盤驅(qū)動器用于讀取數(shù)據(jù),如圖2-4所示。光盤的特點(diǎn)是記錄數(shù)據(jù)密度高,存儲容量大,數(shù)據(jù)可永久保存。隨著存儲技術(shù)的不斷發(fā)圖2-4光盤及其驅(qū)動器2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器2.外存儲器(3)USB閃存驅(qū)動器。USB閃存驅(qū)動器又名U盤,是一種利用閃存技術(shù)存儲信息的存儲介質(zhì),它是通過USB接口與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)的可移動存儲設(shè)備。U盤具有即插即用的功能,使用者只需將它插入U(xiǎn)SB接口,計(jì)算機(jī)就可以自動檢測到該設(shè)備,其外形如圖2-5所示。圖2-5

U盤2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器2.外存儲器(4)移動硬盤。移動硬盤主要指采用USB或

IEEE1394接口,可以隨時(shí)插上或拔下,小巧而便于攜帶的硬盤存儲器,可以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。移動硬盤的優(yōu)點(diǎn)是容量大,兼容性好,即插即用,存儲速度快,體積小,質(zhì)量小,安全可靠。圖2-6所示為移動硬盤。圖2-6移動硬盤2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.4輸入設(shè)備輸入設(shè)備的功能是將以某種形式表示的程序和原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識別的形式,并送到計(jì)算機(jī)的存儲器中。輸入設(shè)備的種類很多,微型機(jī)上常用的有鍵盤和鼠標(biāo)等。圖2-7所示為標(biāo)準(zhǔn)的107鍵盤和鼠標(biāo)。圖2-7鍵盤與鼠標(biāo)2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.4輸入設(shè)備1.鍵盤鍵盤是計(jì)算機(jī)的重要輸入設(shè)備之一,是向計(jì)算機(jī)輸入文本及其他數(shù)據(jù)的首要方式。如今個(gè)人計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤一般用107鍵盤,多沿用打字機(jī)所采用的QWERTY布局,只是新增了功能鍵、方向鍵等計(jì)算機(jī)所需的按鍵,有的鍵盤還設(shè)有一些額外的功能鍵。鍵盤的每個(gè)鍵上均標(biāo)明了其所對應(yīng)的字母、數(shù)字或功能。在用鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí),通常一次按一個(gè)鍵,但也可能需要同時(shí)按下多個(gè)鍵,即組合鍵。每個(gè)按鍵所對應(yīng)的功能也不是固定不變的,許多程序都會對鍵盤各個(gè)按鍵的功能重新進(jìn)行定義,因此在使用時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況來確定按鍵的功能。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.4輸入設(shè)備2.鼠標(biāo)鼠標(biāo)是另外一種常見的輸入設(shè)備,廣泛用于圖形用戶界面環(huán)境。鼠標(biāo)通過USB接口與主機(jī)連接。鼠標(biāo)的工作原理是:當(dāng)移動鼠標(biāo)時(shí),它把移動距離及方向的信息轉(zhuǎn)換成脈沖信號送入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)再將脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈽?biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),從而達(dá)到指示位置的目的。按照感應(yīng)位移變化的方式可將鼠標(biāo)分為機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)等。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.5輸出設(shè)備輸出設(shè)備是人與計(jì)算機(jī)交互的一種設(shè)備,它能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)內(nèi)部以二進(jìn)制代碼形式表示的信息轉(zhuǎn)換為用戶所需且能識別的形式,如十進(jìn)制數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像、聲音等,以及其他系統(tǒng)所能識別的信息形式。在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,主要有顯示器、打印機(jī)及繪圖儀等輸出設(shè)備。2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.5輸出設(shè)備1.顯示器顯示器的作用是將電信號表示的二進(jìn)制代碼信息轉(zhuǎn)換為直接可以看到的字符、圖形或圖像。常用的有液晶顯示器(見圖2-8)和等離子顯示器。顯示器有兩個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo),即分辨率和刷新頻率。分辨率指的是顯示器在水平和垂直方向上最多可以顯示的像素個(gè)數(shù)。常用的分辨率是1

600像素×900像素、1

680像素×1

050像素、1

920像素×1080像素等。分辨率越高,圖像越細(xì)膩、逼真。刷新頻率是指圖像在屏幕上的更新速度,即屏幕上每秒鐘顯示全畫面的次數(shù),單位是Hz。當(dāng)刷新頻率在75

Hz以上時(shí),屏幕上的閃爍感不易被人眼察覺。圖2-8液晶顯示器2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.1.5輸出設(shè)備2.打印機(jī)打印機(jī)是將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果或中間結(jié)果以人所能識別的數(shù)字、字母、符號、圖形及圖像等形式打印在紙上的設(shè)備。按印字方式可以將打印機(jī)分為擊打式和非擊打式兩種。擊打式打印機(jī)利用機(jī)械動作將所需打印的內(nèi)容通過色帶打印在紙上。非擊打式打印機(jī)是利用物理或化學(xué)方法印刷字符的,如靜電感應(yīng)、電灼、熱敏效應(yīng)、激光掃描

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